Pași și proces de replicare ADN

DNA este materialul genetic care definește fiecare celulă. Înainte de celulă se duplică și se împarte în noi celule fiice prin oricare mitoză sau meioză, biomolecule și organite trebuie copiate pentru a fi distribuite între celule. ADN, găsit în interiorul nucleu, trebuie replicat pentru a vă asigura că fiecare celulă nouă primește numărul corect de cromozomi. Procesul duplicării ADN-ului se numește Replicarea ADN-ului. Replicarea urmărește mai mulți pași care implică mai multe proteine numite enzime de replicare și ARN. În celulele eucariote, cum ar fi celule animale și celule vegetale, Replicarea ADN are loc în Faza S a interfazei in timpul ciclul celulei. Procesul de replicare a ADN-ului este vital pentru creșterea, repararea și reproducerea celulelor în organisme.

ADN-ul sau acidul dezoxiribonucleic este un tip de moleculă cunoscut sub numele de acid nucleic. Este format dintr-un zahăr de 5-carbon dezoxiriboză, un fosfat și o bază azotată. ADN-ul dublu-catenar este format din două lanțuri de acid nucleic spiral care sunt răsucite într-un

Înainte ca ADN-ul să poată fi replicat, molecula cu două cateni trebuie să fie „dezarhivată” în două catene. ADN-ul are patru baze numite adenină (A), timina (T), citozină (C) și guanina (G) care formează perechi între cele două șuvițe. Adenina se împerechează doar cu timina și citozina se leagă numai cu guanina. Pentru a descărca ADN-ul, aceste interacțiuni între perechile de baze trebuie rupte. Aceasta este realizată de o enzimă cunoscută sub numele de ADN helicazei. ADN helicază perturbă legătură de hidrogen între perechi de baze pentru a separa șuvițele într-o formă Y cunoscută sub numele de furculiță de replicare. Această zonă va fi șablonul pentru începerea replicării.

DNA este direcțional în ambele fire, semnificat printr-un capăt 5 'și 3'. Această notare semnifică ce grupare laterală este atașată la coloana vertebrală a ADN-ului. 5 'capăt are atașat un grup fosfat (P), în timp ce 3 'capăt are atașat o grupare hidroxil (OH). Această direcționalitate este importantă pentru replicare, deoarece progresează doar în direcția 5 'până la 3'. Cu toate acestea, furculita de replicare este bidirecțională; o șuviță este orientată pe direcția 3 'la 5' (linie principală) în timp ce cealaltă este orientată 5 'la 3' (cusătură). Cele două părți sunt, prin urmare, replicate cu două procese diferite pentru a acoperi diferența de direcție.

Lantul principal este cel mai simplu de replicat. Odată ce firele ADN au fost separate, o bucată scurtă de ARN numit a grund se leagă de capătul 3 'al firului. Grundul se leagă întotdeauna ca punct de plecare pentru replicare. Grundurile sunt generate de enzimă ADN-primază.

Enzimele cunoscute sub numele de ADN polimeraze sunt responsabili pentru crearea noii direcții printr-un proces numit alungire. Există cinci tipuri diferite de ADN polimeraze cunoscute în bacterii și celulele umane. În bacterii precum E. coli, polimeraza III este principala enzimă de replicare, în timp ce polimeraza I, II, IV și V sunt responsabile de verificarea și repararea erorilor. ADN-ul polimerazei III se leagă de catena la locul grundului și începe să adauge noi perechi de baze complementare cu catena în timpul replicării. În celulele eucariote, polimerazele alfa, delta și epsilon sunt polimerazele primare implicate în replicarea ADN-ului. Deoarece replicarea se desfășoară în direcția 5 'până la 3' pe catenă conducătoare, cablul nou format este continuu.

întârziere catenă începe replicarea prin legarea cu primeri multipli. Fiecare primer are doar câteva baze între ele. ADN-polimeraza adaugă apoi bucăți de ADN, numite Fragmente Okazaki, până la cota dintre primer. Acest proces de replicare este discontinuu, deoarece fragmentele nou create sunt disjuncte.

Odată formate atât catenele continue, cât și cele discontinue, se numește o enzimă exonuclează îndepărtează toate primerii ARN din șuvițele originale. Acești primer sunt apoi înlocuiți cu baze adecvate. O altă exonuclează „corelează” ADN-ul nou format pentru a verifica, elimina și înlocui eventualele erori. O altă enzimă numită ADN-ligază unește fragmente Okazaki formând o singură catenă unificată. Capetele ADN-ului liniar prezintă o problemă, deoarece ADN-polimeraza poate adăuga doar nucleotide în direcția 5 'la 3'. Capetele catenelor părinte constau din secvențe de ADN repetate numite telomere. Telomerele acționează ca niște capace de protecție la sfârșitul cromozomilor pentru a preveni contopirea cromozomilor din apropiere. Un tip special de enzimă polimerază ADN numită telomerazei catalizează sinteza secvențelor telomere la capetele ADN-ului. Odată terminată, catenele părinte și catenele sale ADN complementare se înfășoară în cele familiare helix dublu formă. La final, replicarea produce două Molecule de ADN, fiecare cu o secțiune din molecula părinte și o nouă catenă.

Replicarea ADN este producerea de identice Elicele ADN dintr-o singură moleculă ADN cu două fire. Fiecare moleculă este formată dintr-o catena din molecula originală și o catena nou formată. Înainte de replicare, decolteele și catenele ADN se separă. Se formează o furculiță de replicare care servește ca șablon pentru replicare. Amorsele se leagă de ADN-ul și ADN-ul polimerazelor adaugă noi secvențe de nucleotide în direcția 5 'la 3'.

Această adăugare este continuă în catena principală și este fragmentată în catena care rămâne în retard. Odată ce alungirea catenelor ADN este completă, catenele sunt verificate pentru a exista erori, se fac reparații și se adaugă secvențe telomere la capetele ADN-ului.